Текущий рейтинг статьи:

Статьи

Трубы стальные прямоугольные ГОСТ 8645 68: производство, детали стандарта и области применения

В этой статье мы постараемся разобраться, каким образом изготавливаются прямоугольные трубы; какими нормативными документами должны руководствоваться их производители; каких размеров производятся эти трубы и для чего они могут быть применены.

Герой нашей статьи скучает на складе.

Производство

Начнем с чтения шапки стандарта. В ГОСТ 8645 русским по белому написано:

Настоящий стандарт распространяется на стальные бесшовные горячекатанные, холоднотянутые и электросварные прямоугольные трубы.

Итак, в рамках этого стандарта трубы производятся всеми возможными промышленными способами. Как же выглядит это производство в каждом конкретном случае?

Электросварные

Сварные прямоугольные стальные трубы отличаются от бесшовных прежде всего сырьем, из которого их делают. Трубы изготавливаются из плоского стального листа — штрипса. Впрочем, с металлургических комбинатов он поступает в рулонах.

гост 8645 68 трубы стальные прямоугольные

Перед нами сырье для электросварных труб.

Основные этапы производства сварной трубы выглядят так:

Штрипс разматывается из рулона и нарезается на продольные полосы необходимой ширины.
Эти полосы свариваются в бесконечную ленту, которая наматывается на барабан. Таким образом обеспечивается непрерывность производства.
По мере необходимости стальная полоса разматывается и поступает в формирующие вальцы. Там полоса попросту сворачивается в трубочку; ее края соприкасаются, но не зафиксированы.
Наступает очередь сварки, давшей название методу производства. Края заготовки свариваются в единое целое, образуя круглую бесконечную трубу. Сварка может выполняться разными способами: электрической дугой с применением вольфрамового электрода в среде инертного газа; высокочастотными токами (индукционная сварка); плазмой, лазером и даже пучками электронов. Последний способ, впрочем, является дорогой и крайне редкой экзотикой уже потому, что весь процесс сварки проходит в глубоком вакууме.

Обратите внимание: наиболее распространены трубы, изготовленные электродуговой сваркой в среде инертного газа ( TIG, Tungsten Insert Gas) и сваренные индукционными токами ( HF, High Frequency).
Вторые дешевле благодаря большей скорости сварки индукционными токами; однако шов первых примерно на 20 процентов прочнее.
Дуга плавит металл на большем удалении от шва, что обеспечивает лучшее сваривание краев.
Для бытового и декоративного применения прочности труб, сваренных HF, вполне достаточно.
Если речь идет о несущих конструкциях, от которых требуется особо высокая прочность — есть смысл остановиться на TIG или даже бесшовных трубах.

гост 8639 82 трубы стальные прямоугольные

Перед нами часть линии, производящей сварные трубы.

Затем труба попадает в калибровочные вальцы, придающие ей прямоугольную форму;
После чего теперь уже прямоугольная стальная труба поступает на дефектоскоп. Согласно ГОСТ труба стальная прямоугольная должна проходить обязательную проверку качества шва.

трубы стальные прямоугольные гост 8639 82

А так выглядит дефектоскоп. Старенький, смонтированный в махровые советские времена. Интересно, нынешние столько проживут?

Прошедшая проверку труба нарезается на отрезки необходимой длины;
Нарезанные трубы проходят обязательный визуальный контроль. Кроме качества шва, важна и правильная геометрия труб; износ или выщербина вальцов могут нарушить ее.
Затем трубы пакетируются и отправляются на склад готовой продукции.

Бесшовные горячедеформированные трубы

Принципиальная разница между бесшовными стальными трубами и электросварными в том, что все бесшовные производятся из круглой заготовки.

Технология производства прямоугольной трубы из так называемой штанги — стального монолитного цилиндра, сырья, которое поступает от металлургов — вкратце такова:

Заготовка разогревается в печи до температуры чуть выше точки рекристаллизации стали. Металл становится пластичным и легко деформируется;

Большая часть операций проводится с раскаленной заготовкой.

Затем она оказывается на прошивочном прессе, где из монолитного цилиндра получается полый. После завершения прессовки оправка остается внутри будущей трубы;
Заготовка (теперь она называется гильзой) поступает последовательно на несколько групп вальцов, где все еще горячий и пластичный металл раскатывается на оправке, вытягивается, приобретая нужный диаметр и необходимую толщину стенок;
Наконец, профилирующие вальцы формируют из заготовки прямоугольную трубу, калибруя ее точные размеры;
После чего труба охлаждается водой, нарезается и складируется. Сварного шва нет, так что дефектоскоп ей не нужен; а вот визуальный контроль перед складированием проводится.

Бесшовные холоднодеформированные трубы

Холоднодеформированные (холоднокатанные) стальные прямоугольные трубы производятся в принципе так же, как и предыдущие; разница лишь в том, что после прошивочного пресса гильза охлаждается водой. Соответственно, всю обработку она проходит в холодном виде; при низкой температуре и происходит превращение круглой заготовки в прямоугольную профильную трубу.

Одни из бесчисленных вальцов, которые проходит заготовка на пути от куска стали к прямоугольной трубе.

Важно: обязательный этап производства холоднокатанной трубы (профильной или круглой) — финальная термообработка.
Труба нагревается до температуры рекристаллизации стали и остывает. Операция необходима для того, чтобы избавиться от неизбежных после холодной деформации напряжений в металле.
Они резко уменьшат прочность и долговечность любой конструкции из трубы.

Особый случай

Просто чтобы ничего не упустить: профилироваться вальцами могут и готовые круглые трубы. Такая продукция имеет размеры вне предусмотренного стандартами сортамента; к тому же после холодной деформации трубы обычно не проходят термообработку.

Себестоимость тоже достаточно велика: ведь продавец круглых труб неизбежно включает в стоимость изделия свою прибыль. Однако если способ существует и используется — стало быть, кому-то он полезен…

Вальцы, производящие профильную трубу из круглой, могут иметь довольно умеренные размеры.

Нормативные документы и сортамент

Согласно ГОСТ 8645 68 трубы стальные прямоугольные производятся следующих размеров:

Схема сечения стальной прямоугольной трубы

A	В	s	Площадь сечения,	Масса 1 м, кг
мм			см²
		1	0,443	0,348
15	10	1,5	0,621	0,488
		2	0,771	0,605
		1	0,543	0,426
	10	1,5	0,771	0,605
20		2	0,971	0,762
		1	0,643	0,505
	15	1,5	0,921	0,723
		2	1,17	0,919
		2,5	1,39	1,09
		1	0,643	0,505
		1,5	0,921	0,723
	10	2	0,17	0,919
25		2,5	1,39	1,09
		1	0,743	0,583
	15	1,5	1,07	0,841
		2	1,37	1,08
		2,5	1,64	1,29
		1	0,743	0,583
		1,5	1,07	0,841
	10	2	1,37	1,08
		2,5	1,64	1,29
		3	1,88	1,48
		1	0,843	0,661
		1,5	1,22	0,959
30	15	2	1,57	1,23
		2,5	1,89	1,48
		3	2,18	1,71
		1	0,943	0,740
		1,5	1,37	1,08
	20	2	1,77	1,39
		2,5	2,14	1,68
		3	2,48	1,95
		1,5	1,37	1,08
		2	1,77	1,39
	15	2,5	2,14	1,68
		3	2,48	1,95
		3,5	2,80	2,20
		1,5	1,52	1,19
		2	1,97	1,55
35	20	2,5	2,39	1,88
		3	2,78	2,19
		3,5	3,15	2,47
		1,5	1,67	1,31
		2	2,17	1,70
	25	2,5	2,64	2,07
		3	3,08	2,42
		3,5	3,50	2,75
		2	1,97	1,55
		2,5	2,39	1,88
	15	3	2,78	2,19
		3,5	3,15	2,47
		4	3,48	2,73
		2	2,17	1,70
		2,5	2,64	2,07
	20	3	3,08	2,42
		3,5	3,50	2,75
40		4	3,88	3,05
		2	2,37	1,86
		2,5	2,89	2,27
	25	3	3,38	2,66
		3,5	3,85	3,02
		4	4,28	3,36
		2	2,57	2,02
		2,5	3,14	2,47
	30	3	3,68	2,89
		3,5	4,20	3,30
		4	4,68	3,68
		2	2,25	1,77
		2,5	2,74	2,15
	20	3	3,20	2,52
		3,5	3,64	2,86
(42)		4	4,04	3,17
		2	2,65	2,08
		2,5	3,24	2,54
	30	3	3,80	2,99
		3,5	4,34	3,41
		4	4,84	3,80
		2	2,37	1,86
		2,5	2,89	2,27
	20	3	3,38	2,66
		3,5	3,85	3,02
45		4	4,28	3,36
		2	2,77	2,17
		2,5	3,39	2,66
	30	3	3,98	3,13
		3,5	4,55	3,57
		4	5,08	3,99
		2	2,77	2,17
		2,5	3,39	2,66
	25	3	3,98	3,13
		3,5	4,55	3,57
		4	5,08	3,99
		2	2,97	2,32
		2,5	3,64	2,86
	30	3	4,28	3,36
		3,5	4,90	3,85
50		4	5,48	4,30
		2	3,17	2,49
		2,5	3,89	3,09
	35	3	4,58	3,60
		3,5	5,25	4,12
		4	5,88	4,62
		2	3,37	2,65
		2,5	4,14	3,25
	40	3	4,88	3,83
		3,5	5,60	4,39
		4	6,28	4,93
		2,5	3,89	3,05
		3	4,58	3,60
	25	3,5	5,25	4,12
		4	5,88	4,62
		5	7,07	5,55
		2,5	4,14	3,25
		3	4,88	3,83
60	30	3,5	5,60	4,39
		4	6,28	4,93
		5	7,57	5,94
		3	5,48	4,30
	40	3,5	6,30	4,94
		4	7,08	5,56
		5	8,57	6,73
		3	5,48	4,30
		3,5	6,30	4,94
	30	4	7,08	5,56
		5	8,57	6,73
		6	9,94	7,80
		3	6,08	4,78
		3,5	7,00	5,49
70	40	4	7,88	6,19
		5	9,57	7,51
		6	11,14	8,75
		3	6,68	5,25
		3,5	7,70	6,04
	50	4	8,68	6,82
		5	10,57	8,30
		6	12,34	9,69
		3	6,68	5,25
		3,5	7,70	6,04
	40	4	8,68	6,82
		5	10,57	8,30
		6	12,34	9,69
		7	14,00	10,99
		3	7,28	5,72
80	50	3,5	8,40	6,59
		4	9,48	7,44
		3,5	9,10	7,14
		4	10,28	8,07
	60	5	12,57	9,87
		6	14,74	11,57
		7	16,80	13,19
		3,5	8,40	6,59
		4	9,48	7,44
	40	5	11,57	9,08
		6	13,54	10,63
90		7	15,40	12,09
		4	11,08	8,70
	60	5	13,57	10,65
		6	15,94	12,51
		7	18,20	14,29
		4	10,28	8,07
	40	5	12,57	9,87
		6	14,74	11,57
		7	16,80	13,19
		4	11,08	8,70
100	50	5	13,57	10,65
		6	15,94	12,51
		7	18,20	14,29
		4	12,68	9,96
	70	5	15,57	12,22
		6	18,34	14,40
		7	21,00	16,48
		4	11,08	8,70
	40	5	13,57	10,65
		6	15,94	12,51
		7	18,20	14,29
		4	11,88	9,33
110	50	5	14,57	11,44
		6	17,14	13,46
		7	19,60	15,38
		4	12,68	9,96
	60	5	15,57	12,22
		6	18,34	14,40
		7	21,00	16,48
		5	14,57	11,44
		6	17,14	13,46
	40	7	19,60	15,38
		8	21,94	17,22
		5	16,57	13,00
		6	19,54	15,34
120	60	7	22,40	17,58
		8	25,14	19,73
		5	18,57	14,58
		6	21,94	17,22
	80	7	25,20	19,78
		8	28,34	22,25
		5	18,57	14,58
	60	6	21,94	17,22
		7	25,20	19,78
		8	28,34	22,25
		5	20,57	16,15
140	80	6	24,34	19,11
		7	28,00	21,98
		8	31,54	24,76
		6	29,14	22,88
	120	7	33,60	26,37
		8	37,94	29,78
		9	42,17	33,10
		6	25,54	20,05
		7	29,40	23,08
	80	8	33,14	26,01
		9	36,77	28,86
150		10	40,28	31,62
		6	27,94	21,93
		7	32,20	25,28
	100	8	36,34	28,53
		9	40,37	31,69
		10	44,28	34,76
		7	33,60	26,37
		8	37,94	29,78
	80	9	42,17	33,10
		10	46,28	36,33
		12	54,17	42,52
		8	41,14	32,29
180		9	45,77	35,93
	100	10	50,28	39,47
		12	58,97	46,29
		8	49,14	38,57
	150	9	54,77	42,99
		10	60,28	47,32
		12	70,97	55,71

Специальные размеры:

28	25	1,5	1,46	1,15
28	25	2	1,89	1,49
28	25	2,5	2,29	1,80
40	25	1,5	1,82	1,43
40	28	1,5	1,91	1,50
40	28	2,0	2,49	1,95
40	28	2,5	3,04	2,39
70	50	7	14,0	10,99
90	50	3	7,88	6,19
140	60	3	11,48	9,02
150	60	7	26,60	20,88
160	130	8	42,74	33,55
180	145	20	107,13	84,10
190	120	12	66,17	51,94
196	170	18	113,24	88,99
200	120	8	47,54	37,32
230	100	8	49,14	38,57

Данный стандарт содержит сортамент; однако производство прямоугольных труб регламентируется и еще одним стандартом: ГОСТ 8639-82. Формально по нему производятся квадратные стальные трубы; больше того, в шапке стандарта можно видеть следующее:

Форма и размеры квадратных труб должны соответствовать указанным на чертеже:

Схема сечения стальной квадратной трубы

Однако предыдущий стандарт содержит несколько отсылок к этому. И в самом деле, в тексте и таблицах мы обнаруживаем несколько упоминаний о прямоугольных трубах. Умом Россию не понять…

Однако же, согласно ГОСТ 8639 82 трубы стальные прямоугольные должны:

Иметь кривизну не более 2 миллиметров на метр длины трубы;
Иметь отклонение любого из углов трубы от прямого не более полутора градусов;
Разброс толщины стенок не должен выводить трубу за предельно допустимые отклонения от номинального размера.

А предельно допустимые отклонения трубы стальные прямоугольные ГОСТ 8639 82 могут иметь следующие:

Наименование параметров	Предельные отклонения размеров труб при точности изготовления
Наименование параметров	нормальной	высокой
Наружные размеры:
для бесшовных горячедеформированных труб	±1,5 %	±1,25 %
для бесшовных холоднодеформированных, а также электросварных труб размером до 30 мм	±0,3 мм	±0,25 мм
для бесшовных холоднодеформированных, а также электросварных труб размером свыше 30 до 50 мм	±0,4 мм	±0,3 мм
для бесшовных холоднодеформированных, а также электросварных труб размером свыше 50 мм	±0,8 %	±0,8 %
Толщина стенки:
для труб горячедеформированных
для труб холоднодеформированных (бесшовных и электросварных):
при толщине стенки £ 3,5 мм	±12,5 %	±12,5 %
при толщине стенки > 3,5 мм	±12,5 %	±10,0 %
для труб электросварных	±10,0 %	±10,0 %
Вогнутость или выпуклость сторон:
для бесшовных горячедеформированных труб со сторонами размером:
до 50 мм	0,75 мм	0,5 мм
св. 50 » 70 мм	1,0 мм	0,8 мм
» 70 » 100 мм	1,5 мм	1,2 мм
» 100 мм	2,0 мм	1,5 мм
для бесшовных холоднодеформированных и электросварных труб со сторонами размером:
до 50 мм	0,5 мм	0,5 мм
св. 50 » 70 мм	0,75 мм	0,5 мм
» 70 мм	1,0 мм	0,8 мм
Скручивание квадратных и прямоугольных труб:
для электросварных и бесшовных горячедеформированных труб, не более	—	2° на 1 м По согласованию изготовителя с потребителем
для холоднодеформированных труб	—	2° на 1 м По согласованию изготовителя с потребителем

Справедливости ради, указывать в наименовании прямоугольной трубы стандарт, описывающий квадратные трубы, все же несколько неправильно.

Области применения

Для чего может быть использована труба прямоугольная стальная?

Чтобы понять это, нужно вначале обратиться к особенностям такой трубы, отличающим ее от круглой.

Прямоугольная труба гораздо прочнее на изгиб. Причем ее прочность различается в зависимости от вектора нагрузки: когда он параллелен широкой стороне трубы (и, разумеется, перпендикулярен ее оси) — прочность максимальна.
По сравнению с круглой любая профильная труба проигрывает в максимальном давлении, которое она может выдержать без деформации стенок.
При одинаковых толщине стенок и удельном весе прямоугольная труба будет иметь куда меньшее сечение по сравнению с круглой трубой. Раз так — ее пропускная способность будет куда ниже.

Выводы очевидны: прямоугольная труба будет использоваться там, где есть большие поперечные нагрузки, и категорически не будет использоваться в водо-, нефте- и газопроводах.

Действительность подтверждает наши теоретические выкладки. Трубопроводы из круглой трубы, мостики и перила — из прямоугольной и квадратной.

Несущие металлоконструкции

Прямоугольные трубы часто становятся основой металлических каркасов зданий торгового, спортивного или офисного назначения. Собранный из профильной трубы скелет обвешивается сендвич-панелями, вставляются окна, налаживаются вентиляция и обогрев/кондиционирование — и все, строение можно использовать.

Здесь существенная часть каркаса склада собрана из прямоугольной трубы.

Обратите внимание: с точки зрения прочности при фиксированном удельном весе чемпионами являются не прямоугольная труба, а двутавровая балка и швеллер.
Прямоугольные трубы выигрышны тем, что сочетают прочность к изгибающим нагрузкам с эстетичным внешним видом.
Там, где несущие элементы полностью закрыты — строители чаще используют двутавр.

Ограждения и перила

Здесь придутся кстати как прочность профильной трубы, так и ее внешний вид. В качестве декоративных ограждений, впрочем, чаще используются квадратные и прямоугольные трубы из нержавеющей стали или биметалла. Черная сталь имеет одну ахиллесову пяту — она подвержена коррозии.

Мебельная промышленность

Любой человек, учившийся в школе, помнит школьные стулья и парты. Жесткий и прочный каркас из профильной трубы и фанерное сиденье со спинкой у стула. Крышка парты изготавливается из ДСП. Дети есть дети: прочность школьной мебели, без преувеличения, нужна как воздух.

Каркасы школьной и офисной мебели чаще всего именно из профильной трубы.

Сельское хозяйство

Теплицы из прямоугольной трубы встречаются уже давно. Последнее время наконец-то налажен их промышленный выпуск для частных садоводств: легкие и прочные каркасы продаются разобранными и после сборки обтягиваются пленкой.
Навесы и амбары. Раньше такие сооружения строились дедовскими способами — из бруса и досок. Однако сочетание профильной трубы с профлистом куда надежнее, к тому же очень быстро монтируется.

Автомобилестроение

Прочность при минимальном весе, помните? Именно благодаря этим качествам прямоугольные и квадратные трубы становятся частью рам машин, в том числе большегрузных, тракторов и автоприцепов.

Шасси легкового автомобиля. На фото хорошо виден материал.

Заключение

Будем надеяться, что и в вашем хозяйстве найдет применение профильная труба. Не то чтобы без нее нельзя было обойтись, но материал, в самом деле, очень практичный.

Удачи в строительстве!

Понравилась статья? Подписывайтесь на наш канал Яндекс.Дзен